本发明涉及涂料领域，尤其是涉及一种具有防静电除尘功能的外墙涂料及其制备方法。
背景技术：
无机建筑材料诸如石材、砖、瓦及新近出现的纤维增强水泥材料或者纤维增强石膏材料等由于其具有优异的造型能力，丰富的表现力及良好的性能，在建筑上得以大量而广泛地应用。然而，由于环境污染，由这些建筑材料构筑的外墙表面通常会附着污垢，对建筑物外观形象造成严重损害，需要投入极大的人力和物力成本来维护建筑物的美观。
污染物粘附于建筑外墙表面的原因是建筑材料物质的表面具有吸附外来分子的能量，即表面能。污染物对建筑物外墙表面粘附的能力，可以分为机械性粘附、物理性粘附和化学性粘附三种情况。机械性粘附的吸附力主要是摩擦力，有选择性，无吸附热，吸附速度快，不需要活化能，有单分子层吸附和多分子层吸附，是一个可逆过程；物理性粘附的吸附力主要是范德华力，无选择性，有吸附热，吸附速度快，易平衡，不需要活化能，有单分子层吸附和多分子层吸附，是一个可逆过程；化学性粘附的吸附力主要是化学键力，有选择性，有吸附热，吸附速度慢，难平衡，需要活化能，只有单分子层吸附，是一个不可逆过程。
一般而言，表面的防尘清洁可以通过基于荷叶效应的超疏水结构构筑或者基于光致超亲水性的超亲水薄膜构筑来实现。单纯制备疏水表面，在剥离表面涂覆低表面物质，依靠雨水的冲刷除尘。但是由于无机建筑材料本身不导电，当疏水表面干燥时，仍然容易积聚静电，因此该表面因静电作用依然会吸附灰尘；二是在无机建筑材料表面制备具有表面活性剂的膜层，可以防止因化学键联接导致的灰尘粘附，但其对因静电力和水吸附导致的灰尘粘附没有效果，目前既能防尘有能起到防静电作用的涂料仍未见报道。
中国专利cn102676050b公开了一种纳米透明隔热防晒建筑玻璃材料及其制作方法和应用，隔热防晒建筑玻璃材料，包括组分和含量(重量百分数)纳米改性有机硅溶胶50％～70％；纳米氧化锆溶胶5％～10％；纳米氧化铟锡浆料5％～15％；有机溶剂10％～20％；成膜物质1％～5％；所述各组分之和为100％。但是该种复合材料仍然无法解决上述技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有防静电除尘功能的外墙涂料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种具有防静电除尘功能的外墙涂料，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：
无机填料100，表面活性剂10-20，羟丙基甲基纤维素8-12，粘结剂6-10，无机硅氧烷15-20，溶剂60-100。
所述无机填料为石英砂、灰钙、纳米氧化锌按质量比为1:0.5-1.2:0.1-0.3组成的混合物。以石英砂作为无机填料的组分，能够提高涂料整体的耐候性以及抗冲刷性能，从而延长涂料的使用寿命。加入的灰钙随涂料涂装后会在表面形成一层膜，从而提升除尘功能。加入的纳米氧化锌组分具有很高的比表面积，能够更好得将石英砂、灰钙与其他组分进行结合，提高各组分之间的相容性，并且使用纳米颗粒的表面效应、体积效应，使得涂料具有很好的静电屏蔽作用，防静电效果好。
所述石英砂的粒径为200-300目，所述灰钙的粒径为200-300目，所述纳米氧化锌的粒径为10-20nm。
所述表面活性剂为阳离子型表面活性剂，作为优选的技术方案，可以采用脂肪酸季铵盐类表面活性剂。利用该种表面活性剂可以很好的与其他组分相结合，利用表面活性剂与灰钙以及无机硅氧烷进行配合使用，提高形成的膜的表面能，一方面可以提升防水的作用，另一方面在雨水冲刷后还能够实现自洁。
所述粘结剂为丙烯酸乳液和/或醋酸乙烯乳液，与羟丙基甲基纤维素配合使用提升各组分之间粘合性能。加入的羟丙基甲基纤维素和粘结剂的量需要严格控制，加入量太小的话相容效果不好，加入量太大的话容易堵塞无机填料的微小孔洞影响最终的效果。
所述无机硅氧烷为二甲基二乙氧基硅氧烷、六甲基环六硅氧烷或四乙氧基硅氧烷中的一种或几种。
所述溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇。
具有防静电除尘功能的外墙涂料的制备方法，包括：
按照以上原料配比进行备料；
将无机硅氧烷加入到40-50％体积的溶剂中混合均匀；
将无机填料、表面活性剂、羟丙基甲基纤维素、粘结剂加入到剩余的溶剂中混合均匀；
将上述溶液混合搅拌，制备得到外墙涂料。
与现有技术相比，本发明无毒、无污染，能够显著提升外墙涂料的抗静电性能以及除尘性能，并且使用寿命较长，耐候性较好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
一种具有防静电除尘功能的外墙涂料，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：无机填料100，表面活性剂10-20，羟丙基甲基纤维素8-12，粘结剂6-10，无机硅氧烷15-20，溶剂60-100。
无机填料为石英砂、灰钙、纳米氧化锌按质量比为1:0.5-1.2:0.1-0.3组成的混合物。石英砂的粒径为200-300目，灰钙的粒径为200-300目，纳米氧化锌的粒径为10-20nm。以石英砂作为无机填料的组分，能够提高涂料整体的耐候性以及抗冲刷性能，从而延长涂料的使用寿命。加入的灰钙随涂料涂装后会在表面形成一层膜，从而提升除尘功能。加入的纳米氧化锌组分具有很高的比表面积，能够更好得将石英砂、灰钙与其他组分进行结合，提高各组分之间的相容性，并且使用纳米颗粒的表面效应、体积效应，使得涂料具有很好的静电屏蔽作用，防静电效果好。采用上述粒径的无机填料一方面可以均匀分布在溶剂中，另一方面能够满足填料所需的孔径和比表面积，提升和其他组分之间的相容性。
表面活性剂为阳离子型表面活性剂，作为优选的技术方案，可以采用脂肪酸季铵盐类表面活性剂。利用该种表面活性剂可以很好的与其他组分相结合，利用表面活性剂与灰钙以及无机硅氧烷进行配合使用，提高形成的膜的表面能，一方面可以提升防水的作用，另一方面在雨水冲刷后还能够实现自洁。
粘结剂为丙烯酸乳液和/或醋酸乙烯乳液，与羟丙基甲基纤维素配合使用提升各组分之间粘合性能。加入的羟丙基甲基纤维素和粘结剂的量需要严格控制，加入量太小的话相容效果不好，加入量太大的话容易堵塞无机填料的微小孔洞影响最终的效果。
无机硅氧烷为二甲基二乙氧基硅氧烷、六甲基环六硅氧烷或四乙氧基硅氧烷中的一种或几种。
溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇。
具有防静电除尘功能的外墙涂料在制备时采用以下步骤：
(1)按照以上原料配比进行备料；
(2)将无机硅氧烷加入到40-50％体积的溶剂中混合均匀；
(3)将无机填料、表面活性剂、羟丙基甲基纤维素、粘结剂加入到剩余的溶剂中混合均匀；
(4)将上述溶液混合搅拌，制备得到外墙涂料。
以下是更加详细的实施案例，通过以下实施案例进一步说明本发明的技术方案以及所能够获得的技术效果。
实施例1
一种具有防静电除尘功能的外墙涂料，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：
无机填料100，表面活性剂10，羟丙基甲基纤维素9，粘结剂6，无机硅氧烷18，溶剂70。使用的无机填料为石英砂、灰钙、纳米氧化锌按质量比为1:0.5:0.1组成的混合物，石英砂的粒径为200目，灰钙的粒径为200目，纳米氧化锌的粒径为10nm。表面活性剂采用脂肪酸季铵盐类表面活性剂。粘结剂为丙烯酸乳液，无机硅氧烷为二甲基二乙氧基硅氧烷、六甲基环六硅氧烷的混合物，溶剂为甲醇。
具有防静电除尘功能的外墙涂料在制备时采用以下步骤：
(1)按照以上原料配比进行备料；
(2)将无机硅氧烷加入到40％体积的溶剂中，通过采用机械搅拌混合均匀，必要时还可以通过超声处理；
(3)将无机填料、表面活性剂、羟丙基甲基纤维素、粘结剂加入到剩余的溶剂中混合均匀；
(4)将上述溶液混合搅拌，制备得到外墙涂料。
将制备得到的外墙涂料刷涂在建筑外墙片上，采用静滴法检测接触角为80°，具有很好的防水除尘的功能。
将建筑外墙片置于粉末环境中48h后取出，外墙体涂有涂料的外表面与没有涂布涂料的内表面相比，外表面的粉末粘附区域大致在内表面粘附区域的10％，说明该涂料具有很好的抗静电性，从而不会对粉尘产生静电吸附。
实施例2
一种具有防静电除尘功能的外墙涂料，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：
无机填料100，表面活性剂12，羟丙基甲基纤维素8，粘结剂10，无机硅氧烷15，溶剂60。使用的无机填料为石英砂、灰钙、纳米氧化锌按质量比为1:1:0.2组成的混合物，石英砂的粒径为200目，灰钙的粒径为200目，纳米氧化锌的粒径为20nm。表面活性剂采用脂肪酸季铵盐类表面活性剂。粘结剂为丙烯酸乳液，无机硅氧烷为四乙氧基硅氧烷，溶剂为乙醇。
具有防静电除尘功能的外墙涂料在制备时采用以下步骤：
(1)按照以上原料配比进行备料；
(2)将无机硅氧烷加入到45％体积的溶剂中，通过采用机械搅拌混合均匀，必要时还可以通过超声处理；
(3)将无机填料、表面活性剂、羟丙基甲基纤维素、粘结剂加入到剩余的溶剂中混合均匀；
(4)将上述溶液混合搅拌，制备得到外墙涂料。
将制备得到的外墙涂料刷涂在建筑外墙片上，采用静滴法检测接触角为90°，具有很好的防水除尘的功能。
将建筑外墙片置于粉末环境中48h后取出，外墙体涂有涂料的外表面与没有涂布涂料的内表面相比，外表面的粉末粘附区域大致在内表面粘附区域的5％，说明该涂料具有很好的抗静电性，从而不会对粉尘产生静电吸附。
实施例3
一种具有防静电除尘功能的外墙涂料，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：
无机填料100，表面活性剂20，羟丙基甲基纤维素12，粘结剂6，无机硅氧烷20，溶剂100。使用的无机填料为石英砂、灰钙、纳米氧化锌按质量比为1:1.2:0.1组成的混合物，石英砂的粒径为300目，灰钙的粒径为300目，纳米氧化锌的粒径为20nm。表面活性剂采用脂肪酸季铵盐类表面活性剂。粘结剂为醋酸乙烯乳液，无机硅氧烷为四乙氧基硅氧烷，溶剂为正丙醇。
具有防静电除尘功能的外墙涂料在制备时采用以下步骤：
(1)按照以上原料配比进行备料；
(2)将无机硅氧烷加入到50％体积的溶剂中，通过采用机械搅拌混合均匀，必要时还可以通过超声处理；
(3)将无机填料、表面活性剂、羟丙基甲基纤维素、粘结剂加入到剩余的溶剂中混合均匀；
(4)将上述溶液混合搅拌，制备得到外墙涂料。
将制备得到的外墙涂料刷涂在建筑外墙片上，采用静滴法检测接触角为85°，具有很好的防水除尘的功能。
将建筑外墙片置于粉末环境中48h后取出，外墙体涂有涂料的外表面与没有涂布涂料的内表面相比，外表面的粉末粘附区域大致在内表面粘附区域的12％，说明该涂料具有很好的抗静电性，从而不会对粉尘产生静电吸附。
实施例4
一种具有防静电除尘功能的外墙涂料，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：
无机填料100，表面活性剂10，羟丙基甲基纤维素10，粘结剂7，无机硅氧烷17，溶剂60。使用的无机填料为石英砂、灰钙、纳米氧化锌按质量比为1:0.5:0.15组成的混合物，石英砂的粒径为300目，灰钙的粒径为300目，纳米氧化锌的粒径为10nm。表面活性剂采用脂肪酸季铵盐类表面活性剂。粘结剂为醋酸乙烯乳液，无机硅氧烷为二甲基二乙氧基硅氧烷，溶剂为异丙醇。
具有防静电除尘功能的外墙涂料在制备时采用以下步骤：
(1)按照以上原料配比进行备料；
(2)将无机硅氧烷加入到50％体积的溶剂中，通过采用机械搅拌混合均匀，必要时还可以通过超声处理；
(3)将无机填料、表面活性剂、羟丙基甲基纤维素、粘结剂加入到剩余的溶剂中混合均匀；
(4)将上述溶液混合搅拌，制备得到外墙涂料。
将制备得到的外墙涂料刷涂在建筑外墙片上，采用静滴法检测接触角为95°，具有很好的防水除尘的功能。
将建筑外墙片置于粉末环境中48h后取出，外墙体涂有涂料的外表面与没有涂布涂料的内表面相比，外表面的粉末粘附区域大致在内表面粘附区域的8％，说明该涂料具有很好的抗静电性，从而不会对粉尘产生静电吸附。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。